采礦方法選擇研究與應(yīng)用

第第頁采礦方法選擇研究與應(yīng)用【摘要】金青頂?shù)V區(qū)隸屬于山東省乳山市下初鎮(zhèn)，是山東金洲礦業(yè)集團有限公司要生產(chǎn)礦區(qū)之一，1970建礦，1971年投產(chǎn)，建礦初期生產(chǎn)規(guī)模50噸/日，1994年二期擴建工程投產(chǎn)后，形成采選冶一體化，生產(chǎn)能力達到220噸/日，后經(jīng)過多次流程優(yōu)化改造和產(chǎn)能填平補齊，目前實際生產(chǎn)能力達到310噸/日。

【關(guān)鍵詞】礦區(qū)采礦；選擇研究；流程優(yōu)化

金青頂?shù)V區(qū)采用豎井盲豎井聯(lián)合開拓，機械通風(fēng)，已形成側(cè)翼對角式多級機站通風(fēng)系統(tǒng)。主要采礦方法有無底柱淺孔留礦采礦法，分段段淺孔留礦采礦法、上向水平分層充填采礦法和削壁充填采礦法，其中無底柱淺孔留礦法的使用比例達80%-90%。

目前，金青頂?shù)V區(qū)垂直采深達805米，最大開拓深度90米，逐漸邁入深部開采的行列開采過程中，地壓顯現(xiàn)特征明顯，活動強烈，嚴重危及井下作業(yè)人員、管理人員和設(shè)備設(shè)施的安全。

1金青頂?shù)V區(qū)地壓顯現(xiàn)特征

金青頂?shù)V區(qū)開采過程中地壓活動的表現(xiàn)方式主要有兩個方面。一是，井巷工程的破壞，包括：豎井井筒和天井圍巖受壓破壞導(dǎo)至浮石多，運輸巷道、出礦進路出現(xiàn)底鼓、片幫、頂幫碎裂和劈裂等現(xiàn)象。二是，采場上盤圍巖沉幫，頂板冒落。近年來，隨著開采深度和開采范圍的不斷擴大，沉幫現(xiàn)象更加突出，無底柱淺孔留礦法采場上盤圍巖沉幫量在某些采場達到1/2-3/4，有時連續(xù)沉幫長度可達20-30米。巖爆現(xiàn)象較少出現(xiàn)。

2圖礦區(qū)地質(zhì)及礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)特征

金青頂?shù)V區(qū)位于膠東隆起東部的牟平一文登隆起南緣，牟平一乳山金礦成礦帶中部。

（1）斷裂。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，以北北東向為主，縱貫全區(qū)，長20余公里，是區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，走向5°-25°，傾向多為南東，傾角75°-90°，單條斷裂寬1-20米。斷裂具有多期多次活動特點，以壓扭性為主，局部具張扭性特征，屬復(fù)合性結(jié)構(gòu)面。其次，北東、北西、北東東向斷裂也較為發(fā)育，規(guī)模較小，長數(shù)十米至數(shù)百米，寬1～5米，斷裂內(nèi)常充填含金硫化物石英脈。

（2）花崗巖。區(qū)內(nèi)出露面積最大的巖漿巖為昆崳山花崗巖，分布于牟平、乳山、文登境內(nèi)，呈北北東向展布，面積達1230平方公里。

（3）脈巖。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，主要有花崗閃長斑巖、閃長玢巖、煌斑巖等，尤以煌斑巖規(guī)模最大。煌斑巖走向多為25°-30°傾向南東或北西，傾角70°-80°，延長數(shù)十米至近千米，寬數(shù)厘米至數(shù)米不等?；桶邘r遇水或暴露后易風(fēng)化，故其強度較低，易使巷道冒頂或邊幫滑塌，采場上盤圍巖沉幫。

2.2礦床地質(zhì)特征

經(jīng)坑探和生產(chǎn)證實，礦區(qū)有十個礦體，工工號為主礦體，其次為I號、Ⅳ號礦體，其余均為零星小礦體（平行主礦體兩側(cè)）。

II礦體概概況。II號礦體呈脈狀產(chǎn)出，以含金黃鐵礦石英脈為主，賦存于4-19線間F3斷裂的轉(zhuǎn)彎處，賦存標高/120m～807m；長140-470米，厚度1.5-2.5m，最大厚6.7m：產(chǎn)狀為N20°E/SE/85°～90°。礦體沿走向和傾向均呈反“S”型，上下兩端比中部舒緩，剖面上比平面上開闊，深部礦體反“S”型形態(tài)更舒緩，趨于平直。礦體賦存于斷裂產(chǎn)狀由緩變陡處和走向拐彎處。

坑道涌水。礦區(qū)地下水不發(fā)育，坑道涌水主要來自于構(gòu)造裂隙水，即控礦斷裂F3脈狀含水帶。F3含水帶貫穿全區(qū)，寬15-20米，總體走向20°，傾向南東，傾角75°-90°。目前，坑道正常涌水量4646m3/日，最大涌水量6329m3/日。圍巖及圍巖蝕變。區(qū)內(nèi)礦體圍巖蝕變較為發(fā)育，原巖為花崗巖時，蝕變?yōu)殁浕?、硅化、絹云母化和高嶺土化及黃鐵礦、黃鐵礦絹英巖化；原巖為斜長角閃巖、片麻巖時，蝕變?yōu)榫G泥石化、絹云母化及硅化、黃鐵礦化。它們主要分布在礦體兩側(cè)。蝕變產(chǎn)物多為泥狀，充填在礦體與圍巖之間，致使圍巖與礦體之間無任何粘結(jié)力，對礦體的穩(wěn)定性具有較大的影響。

3金青頂?shù)V區(qū)地壓控制方法

在地壓控制方面，我們逐漸形成了一套具有本礦特色的控制地壓的方法。具體實施方案為：施工人工混凝土假底和人工混凝土間柱形成類框架結(jié)構(gòu)支撐地壓；強采強出，采用廢石和尾砂、水泥膠結(jié)充填采空區(qū)；合理布置回采采場，并搭配使用不同類型的采礦方法，控制采礦擾動產(chǎn)生的地壓活動；采用光面爆破和多種支護方式來控制井巷幫、頂?shù)钠茐募安蓤錾媳P圍巖沉幫和頂板冒落。

4人工混凝土假底、混凝土間柱的施工

金青頂?shù)V區(qū)采用下行式階段開采，段高50米。采準作業(yè)完成后，在脈內(nèi)平巷施工人工混凝土假底，然后根據(jù)礦塊和間柱的總體規(guī)劃布置，先回采間柱，間柱采空區(qū)采用塊度350mm左右的廢石和混凝土澆灌形成人工混凝土間柱。人工混凝土假底和人工混凝土間柱連接在一起形成類框架結(jié)構(gòu)支撐地壓。人工混凝土假底的施工。在脈內(nèi)平巷挑頂1.5-1.澆米高，將礦石清理干凈，露出礦體和圍巖，并用水沖刷干凈，排除浮石；在脈內(nèi)平巷兩幫放腰線（離底板1.6米高），沿走向每隔5-10米放一組，用來丈量假底厚度，按設(shè)計要求放錨桿眼（∮3澆一42mm），間距1.0米，眼深1.澆米，并將2.0米長、∮36mm圓鋼錨桿楔入錨桿眼，錨桿外露0.2米；在外露的錨桿上部置、綁扎、焊接鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)用∮10mm、∮14mm、∮18mm三種型號的圓鋼編織而成，并用∮21.5mm鋼絞線將鋼筋網(wǎng)吊掛在幫上；機械攪拌、澆灌混凝土，邊澆灌邊灑鋼纖維，用振動棒搗實。設(shè)計混凝土標號為200號，采用425號普通硅酸鹽水泥，重量配比為水：水泥：砂：石子0.6：1：.14：4.22。砂選用中砂，含雜質(zhì)（泥）量越少越好，石子粒徑25-60mm，針片狀顆粒的含量按重量計不超過15%。

5采礦方法選擇

我礦已成熟使用的采礦方法有無底柱淺孔留礦采礦法、分段淺孔留礦采礦法、上向水平分層充填采礦法和削壁充填法根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件的差異和承壓區(qū)的分布特征，在不同的區(qū)段采取與之適合的采礦方法，最大限度的降低地壓活動的范圍和強度得同時，采取強采強出措施，減少采空區(qū)的暴露時間，減緩了地壓的釋放速度；采取廢石和尾砂、水泥膠結(jié)充填采空區(qū)，切斷了地壓的多向傳遞。

光面爆破的應(yīng)用為了增強井下作業(yè)的安全可靠性，我礦在井巷掘進中推廣使用光面爆破技術(shù)。光面爆破有利于使井巷形成規(guī)則的斷面形狀，降底了爆破震動和沖擊波對圍巖的破壞，保證了圍巖的穩(wěn)固性，提高了井巷的承壓能力。

6井巷及采場支護形式

根據(jù)其破壞形式及破壞程度，井巷支護主要采取錨桿支護、錨網(wǎng)支護或噴錨網(wǎng)支護，局部采用澆灌混凝土或鋼支架支護。

錨桿為管縫式錨桿、漲殼式錨桿和左旋螺紋鋼樹脂錨桿，錨桿長度為1.3米、1.6米和2.2米。鋼筋網(wǎng)采